1. Графітовий кришталевий човен з покриттям CVD-SiC
Графіт легко обробляється, і з нього можна виготовити цільний кристалічний човник за допомогою кількох процедур з одного блоку матеріалу. Оскільки графіт є пористим матеріалом, на його поверхню необхідно нанести шар SiC товщиною приблизно 100 мкм, щоб запобігти проблемі, спричиненій прямим впливом різних напівпровідникових матеріалів на поверхню графіту. Однак товщина...CVD-SiC покриттянелегко контролювати, особливо в деяких глибоких отворах і кутах, де покриття може бути тоншим. Через невідповідність КТР (коефіцієнта теплового розширення) між графітовим тілом і плівкою SiC (25-1400℃, із середнім значенням 4,4×10e-6/℃ для SIC та 7,1×10e-6/℃ для графіту), плівка SiC зазвичай має тенденцію до відшаровування після кількох підвищень і зниження температури. Коли графіт оголюється, агресивні гази або рідини потрапляють у пористе графітове тіло і їх важко повністю видалити, що призводить до утворення частинок у високотемпературних процесах. Цей графітовий «човник» з покриттям SiC є найдешевшим і має найкоротший термін служби, приблизно один рік.
2. Рекристалізований кристалічний човен SiC з покриттям CVD-SiC
Човники з рекристалізованих кристалів SiC зазвичай формуються шляхом спікання та обробки кількох одиниць деталей, потім склеювання кожної деталі кремнієвою пастою за високих температур для утворення кристалічного човника, і, нарешті, нанесення покриття CVD-SiC (близько 100 мкм). Оскільки рекристалізація є пористою, частинки також можуть бути введені в напівпровідникові процеси без покриття SiC. Крім того, кремнієва паста в зоні склеювання не може витримувати таку ж високу температуру, як матеріал SiC. Процес виготовлення цього човника з рекристалізованих кристалів SiC з покриттям CVD-SiC є найдовшим, а вартість дуже високою. Порівняно з графітовим кристалічним човником, покритим SiC, човник з рекристалізованих кристалів SiC, покритий CVD-SiC, не має проблеми з невідповідністю КТР, але кислотне промивання та зіткнення також можуть призвести до відшаровування покриття SiC. Термін його служби трохи довший, приблизно від 2 до 3 років.
3. Цільний кришталевий човен SiC без CVD-покриття
Для кришталевих човників без CVD-покриття поверхня повинна бути щільною. Існує два типи щільних матеріалів SiC: спечений без тиску SiC (SSiC) та спечений реакційним шляхом SiC (RBSiC, також відомий як кремнійпроникний SiC, SiSiC). Однак жоден з цих двох типів SiC не може бути сплавлений в одне ціле, як кварц. Нелегко сформувати SiC з порошку та випалити його, щоб надати йому приблизну форму цільного кристалічного човника. Крім того, SiC дуже твердий та важкий в обробці, що призводить до надзвичайно високої вартості обробки цільних кристалічних човників SiC. Хоча RBSiC трохи легше сформувати приблизну форму, ніж SSiC, він все одно дуже твердий. Крім того, RBSC містить від 10 до 15% вільного Si, що робить його нездатним витримувати такі ж високі температури, як матеріали SSiC. Як правило, він може витримувати температури нижче 1400 °C. Більше того, вільний Si легко протравлюється HF-кислотою, що призводить до утворення частинок.
4. Модульний кришталевий човен Kallex SiC
Деталі вузла обробляються шляхом формування, спікання та шліфування з використанням спеченого без тиску матеріалу SiC з чистотою 99,675%. Потім вони з'єднуються разом за допомогою гвинтів, гайок тощо SSiC та фіксуються штифтами SSiC для забезпечення несучої здатності. Без покриття SiC немає ризику його часткового пошкодження. Крім того, його можна використовувати протягом тривалого часу в суворих умовах, таких як високі температури (1600℃) та HF кислота, з терміном служби понад п'ять років.
Час публікації: 19 серпня 2025 р.